智能化技术在农业机械工程技术中的应用研究

前言：在“三农”工作中，推动农业机械工程自动化发展是重点工作内容。我国作为一个农业大国，人口数量较多，因此对粮食有着较大需求。为了满足这一需求，需要积极应用智能化技术推动农业机械工程的自动化建设。在我国科技发展过程中，智能化技术在农业领域得到了全面应用，包括智能化播种、保植、水肥等领域。因此本文将结合具体的智能化技术，详细分析其在农业机械工程中的应用。

一、智能化保植机械

在智能化技术在农业领域的应用中，保植机械的应用十分广泛，智能化保植机作为提升大田施药效率的重要手段，能够通过对种植区域杂草的精准识别进行精准施药，并且保植机会对当前车辆速度进行匹配，根据车速对喷药量间调节，保障农药均匀喷洒，而且作业过程可以实现自主控制，降低人工劳作程度。在 20 世纪 50 年代西方发达国家就将这类技术应用在保植机械中，而我国自主生产的保植机械在 2000 年以后才开始应用，但是目前也在农业领域得到了广泛应用。在保植机械应用中处方喷药作为一种个性化喷药方法，能够借助智能化手段对农田中的病虫害进行诊断，并结合病虫害与杂草的实际分布情况制定针对性防治措施，进而实现对病虫害与杂草的精准防治。在处方生成中需要使用 GIS 系统对种植区域轮廓进行提取，并建立数学坐标系，同时根据坐标系范围将其分为若干个等面积单元，通过对各单元的识别制定处方。而针对杂草以及农作物的识别，则需要结合光谱、机器视觉技术进行，系统内置机器学习技术，能够在种植区域拍摄过程中对杂草进行精准定位，在提升农药使用效率的同时降低农药使用量[1]。

二、智能化播种机械

在传统农业播种模式中，主要依靠人力或者简单的农具机械进行播种，这种播种方式不仅效率低下，而且播种质量差，进而影响农作物产量。而在智能化技术的支持下，智能播种机械能够结合农作物实际情况开展精量化播种。在播种过程中农机上搭载的摄像头设备可以借助神经网络实现自动记录，并对播种过程中进行分析和标识，对种植区域中未播种以及多播种子的位置进行确定。而且播种过程中采用智能系统对播种程序进行设定，可以根据不同农作物种类以及农田类型合理设置播种间隔时间，以保障种子的种植密度和播种深度。在智能化播种机械应用过程中，还需要合理使用自动控制技术以降低机械设备故障率，比如借助传感器对排种器的转速和播种数量等基本信息数据进行采集，并将这类数据传输给控制系统，通过智能分析手段实现对播种状态以及性能的监管。常用的传感器类型包含位置传感器、转速传感器以及光电传感器。在播种功能控制中通过电控结构实现这类功能。此外，智能化播种机械还可以借助北斗系统对作业终端进行控制，实现对播速、播量以及堵塞情况的检测，提升播种质量。

三、智能化水肥机械

在农业种植过程中水和肥料是农作物高产的重要影响因素，因此智能化技术的应用重点也集中在农作物水肥管控中。智能化水肥一体机不仅能够实现对农作物的精准灌溉，还可以完成精准施肥工作。在农作物需要进行灌溉时系统会在管道中进行供水作业，并采用滴灌、喷灌等方式完成农作物的浇灌。为了提升水肥利用率，在灌溉过程中需要对田间信息进行收集，因此需要建立土壤墒情以及田间气候检测站，将其连接在水肥一体机系统中，通过对田间土壤水分以及温度的收集，对灌溉时间、灌水量、施肥量和施肥浓度进行控制。在系统检测到土壤中水分达到系统设定下限后，就会自动开启供水开关，实现对农作物的快速浇灌，而在土壤湿度满足农作物生长要求后，就会自动关闭开关。整个灌溉过程中不需要人工控制，这就有效降低了人力成本，并提高了水资源的利用效率[2]。

四、智能化除草机械

智能化除草机械设备在智能化技术的支持下可以根据种植区域实际情况识别杂草信息，并对行动路线进行规划，实现高效作业。而且智能除草机械中配置了高精度定位系统，能够在作业时对作业速度和除草深度进行控制。目前常见的机器视觉系统主要有两种，一种是OCD-ICP 图像配准法，一种是 HSI 颜色分量法。图像配准法可以按照图形原理学对拍摄图像的轮廓进行提取，并对边缘处进行标记，之后按照既定规则进行筛选，实现对杂草识别。而颜色分量法则是通过对收录图片的颜色进行区分，对农作物的高度、长势进行识别，进而完成对杂草的精准识别。此外，在智能化除草机械中还安装了远程监控系统，可以通过对机械运行状态的监测，实现对除草效果的判断，如果除草效果不理想，还可以对除草方案进行更改[3]。

五、智能化收获机械

在智能化技术发展过程中，智能收获机械也得到了广泛应用。比如在农作物收获过程中采用无人驾驶履带收获机，能够配合运粮车实现双机协同作业。在收获之前机械会结合前期规划路径进行自动收获。智能化无人驾驶收获机整合无人驾驶导航系统和整车控制技术，形成高度自动化的作业平台，此设备包含自动启停控制，自主路径巡航，智能轨迹规划等诸多核心功能模块，用户可凭借计算机控制平台或者移动终端应用程序，远程调度它去执行农作物收获任务，在作业的整个过程中地头转向操作、发动机油门调节、行进档位转换以及收割机具升降动作这些关键步骤，都能达成无人化的自主决策并做到精确控制。设备深入融合北斗卫星导航定位系统，而且具有多制式导航信号兼容能力，其动态定位精度误差范围被严格限定在 ±2.5cm 之内，这种智能化收获装备的大规模应用，大幅推动了农业生产领域人力资源的集约化进程，在优化作业效率、削减生产综合成本中有着显著优势。

结束语：综上所述，智能技术作为现代社会的重要产物，在农业生产中有着广泛的应用场景。通过多样化智能感知手段和作业控制系统，可以使农机设备具备更加高效、精准、自主的作业能力，显著提升了农业生产的自动化和智能化水平。

参考文献：

[1] 王金峰 , 朱朋运 , 初宇航 , 等 . 精准喷施型水田自适应除草机设计与试验 [J]. 农业机械学报 ,2025,56(2):195-205.

[2] 张馨悦 , 王庆杰 , 王超 , 等 . 旱田智能化机械除草技术与装备研究进展 [J]. 农业机械学报 ,2025,56(4):22-41,71.

[3] 王真真, 彭强吉, 康建明, 等. 果园机械除草发展分析及前景展望[J].中国农机化学报 ,2025,46(7):190-197.